Los motores paso a paso con tecnología de circuito cerrado se están infiltrando gradualmente en las aplicaciones servo

- Nov 16, 2018-

Los motores paso a paso con tecnología de circuito cerrado se están infiltrando gradualmente en las aplicaciones servo

En cada vez más aplicaciones de automatización industrial de alto nivel, los avances en tecnología están cambiando la relación rendimiento-costo entre los motores paso a paso y los servomotores.

Con la tecnología de circuito cerrado, los motores paso a paso de menor costo están penetrando constantemente en las aplicaciones que originalmente estaban dominadas por los servomotores de alto costo.

Motor paso a paso y servomotor

Según la sabiduría convencional, los sistemas de servocontrol funcionan mejor en aplicaciones que requieren velocidades superiores a 800 RPM y requieren una respuesta dinámica alta. Los motores paso a paso son más adecuados para aplicaciones con velocidades más bajas, aceleraciones bajas a medias y / o que requieren un par de retención más alto.

Entonces, ¿cuál es la base de este concepto tradicional de motores paso a paso y servomotores?

estructura

El motor paso a paso gira de manera escalonada, y la bobina magnética se usa para tirar gradualmente de un imán de una posición a la siguiente. Para mover las posiciones del motor 100 en cualquier dirección, el circuito requiere 100 pasos del motor. Los motores paso a paso utilizan pulsos para lograr un movimiento incremental, lo que permite un posicionamiento preciso sin el uso de sensores de realimentación.

El método de movimiento del servomotor es diferente. Conecta un sensor de posición, el codificador, al rotor magnético para detectar continuamente la posición exacta del motor. El servo controla la diferencia entre la posición real del motor y la posición de comando y ajusta la corriente en consecuencia. Este sistema de circuito cerrado mantiene el motor en el estado correcto de movimiento.

motor structure

Simplicidad y coste

Los motores paso a paso no solo son menos costosos que los servomotores, sino que también son más fáciles de poner en servicio y mantener. El motor paso a paso es estable en reposo y puede mantener la posición (incluso con cargas dinámicas). Sin embargo, si algunas aplicaciones tienen mayores requisitos de rendimiento, deben usarse servomotores más costosos y más complejos.

Posicionamiento

Existen diferencias importantes entre los motores paso a paso y los servomotores en las aplicaciones en las que necesita conocer la posición exacta de la máquina en todo momento. En las aplicaciones de movimiento de bucle abierto controladas por motores paso a paso, el sistema de control supone que el motor está siempre en el estado correcto de movimiento. Sin embargo, después de un problema, como un bloqueo del motor debido a un atasco de componentes, el controlador no puede conocer la posición real de la máquina, lo que resulta en una posición perdida. El sistema de circuito cerrado del propio servomotor tiene una ventaja: si es atrapado por un objeto, se detecta inmediatamente. La máquina dejará de funcionar y nunca perderá su posición.

Velocidad y par

La diferencia de rendimiento entre los motores paso a paso y los servomotores proviene de sus diferentes diseños de motores. El número de polos del motor paso a paso es mucho mayor que el del servomotor. Por lo tanto, el motor paso a paso gira una vuelta completa, y el número requerido de intercambios de corriente de bobinado es mucho mayor, lo que resulta en una rápida caída del par en el caso de una mayor velocidad. Además, el motor paso a paso puede perder la sincronización de la velocidad si se alcanza el par máximo. Por estas razones, los servomotores son la solución preferida en la mayoría de las aplicaciones de alta velocidad. En contraste, el número de polos de un motor paso a paso es ventajoso a bajas velocidades porque el motor paso a paso tiene una ventaja de par sobre un servomotor del mismo tamaño.

Consumo de calor y energía.

Los motores paso a paso de bucle abierto utilizan una corriente fija y disipan mucho calor. El control de bucle cerrado solo proporciona la corriente requerida por el bucle de velocidad, evitando así problemas de calentamiento del motor.

Comparación de motor paso a paso y servomotor

El sistema de servocontrol es ideal para aplicaciones de alta velocidad que involucran cambios dinámicos de carga, como los brazos robóticos. Los sistemas de control paso a paso son más adecuados para aplicaciones que requieren una aceleración de baja a media y un alto par de retención, como impresoras 3D, cintas transportadoras y contraeje. Debido a que los motores paso a paso son menos costosos, el costo del sistema de automatización puede reducirse después del uso. Si el sistema de control de movimiento necesita aprovechar las características del servomotor, debe probar que estos motores de mayor costo valen la pena.

Impulsados por el avance de la tecnología de circuito cerrado, los motores paso a paso pueden penetrar en aplicaciones de alto rendimiento y alta velocidad que antes eran completamente servomotores.


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